I сухая; II влажная; III мокрая; IV с полным погружением в электролит
Рисунок 12 – Коррозионная пара: ржавчина сталь
Сухая коррозия протекает при отсутствии или при наличии тончайших пленок влаги, толщиной примерно до 10 нм, и имеет химическую природу. На поверхности металла образуются тончайшие пленки оксидов, иногда сернистых соединений и т. п. Поверхность металла тускнеет (что важно для некоторых приборов), но заметного коррозионного разрушения конструкционного металла не происходит.
Влажная коррозия – электрохимический процесс, протекающий при наличии на поверхности металла тончайшей, невидимой невооруженным глазом пленки атмосферной влаги толщиной примерно от 10 нм до 1 мкм.
Мокрая коррозия происходит при наличии на поверхности пленки влаги толщиной от 1 мкм до 1 мм видимой глазом и приближается по механизму к электрохимической коррозии при полном погружении металла в электролит.
При высыхании пленки влаги коррозия мокрая может переходить во влажную, при утолщении пленки коррозия сухая – во влажную и т. п. Природа (механизм) атмосферной коррозии зависит не только от толщины пленки влаги, но и от содержания в ней растворенных солей, газов, наличия продуктов коррозии на поверхности изделия и других факторов.
Наиболее интенсивную коррозию вызывают тончайшие невидимые пленки влаги толщиной примерно 1 мкм (рис. 11). Эти пленки, в особенности образовавшиеся при конденсации атмосферной влаги, содержат большое количество растворенного кислорода, солей и являются сильнодействующими растворами электролитов. Уменьшение скорости коррозии с утолщением пленки влаги более 1 мм связано главным образом с затруднением диффузии кислорода через увеличивающийся слой влаги.
Влажная и мокрая атмосферная коррозия это электрохимические процессы, имеющие специфические особенности, что отличает их от коррозии с полным погружением в электролит.
Атмосферная коррозия протекает преимущественно с кислородной деполяризацией, и, следовательно, интенсивность коррозии зависит от количества кислорода, поступающего с корродирующей поверхности. Тонкие пленки атмосферной влаги опасны потому, что хорошо насыщены кислородом.
Продукты атмосферной коррозии ржавчина и др. обычно удерживаются на поверхности изделия, усиливая коррозионное разрушение металла. Ржавчина при атмосферной коррозии способствует конденсации влаги из воздуха при относительной влажности Н < 100 %; удерживает влагу, увеличивая продолжительность увлажнения; может привести к образованию коррозионных элементов (пар) ржавчина сталь, усиливающих коррозионное разрушение (рис. 12).
Основными факторами коррозионной агрессивности атмосферы являются: увлажнение поверхности изделия; загрязнение воздуха коррозионно-активными агентами; сернистым газом, аммиаком, хлоридами и др.
Увлажнение поверхности изделия происходит при образовании фазовой или адсорбционной пленок атмосферной влаги.
Фазовая пленка образуется при увлажнении поверхности атмосферными осадками: жидкими (дождь, изморось), смешанными (дождь со снегом или градом), а также росой.
Адсорбционная пленка образуется в отсутствии атмосферных осадков и росы при относительной влажности воздуха Н < 100 %. Причинами образования адсорбционных пленок являются адсорбционная и химическая конденсация.
Выпадение росы в основном вызвано суточными изменениями температуры. Следует отметить, что перепады температур, вызывающих конденсацию атмосферной влаги, очень невелики. Конденсация атмосферной влаги происходит и при условии, когда температура воздуха становится выше температуры металлических изделий («эффект холодной стенки»). Необходимо также учитывать, что конденсация атмосферной влаги зависит и от других условий (состояния поверхности изделия, чистоты воздуха и т. п.). Так, нередко происходит капиллярная конденсация. На поверхности корродирующего металла возможными центрами капиллярной конденсации являются узкие зазоры, микрощели, частицы пыли, поры в продуктах коррозии и т. п. (рис. 13).
Рисунок 13 – Возможные места капиллярной конденсации атмосферной влаги: